Композиционные материалы заменяют металл при изготовлении разных изделий для авиации, судостроения, медицины и превосходят его по ряду характеристик. Сегодня расскажу, что такое композиты, и как они покоряют рынок материалов.
Композиционные материалы заменяют металл при изготовлении разных изделий для авиации, судостроения, медицины и превосходят его по ряду характеристик. Рассказываем, что такое композиты, и как они покоряют рынок материалов
Два компонента
Композиты — это материалы, состоящие минимум из двух компонентов с разными свойствами. Наиболее популярные из них — полимерные. Они включают в себя армирующий наполнитель (стеклянное или углеродное волокно с определенным плетением и технологией производства) и связующее вещество — например, полиэфирную или эпоксидную смолу. Так, изделия из углеродных полимерных композиционных материалов на эпоксидной смоле по прочности можно сравнить со сталью, но при этом их масса примерно в три раза меньше.
Например, из композиционных материалов выполнены крылья и агрегаты механизации отечественного магистрального самолета МС-21, а также корпус научно-исследовательского судна «Пионер-М». Новые материалы используются и при создании товаров народного потребления: из них делают спецодежду для пожарных, средства индивидуальной защиты для медицинских работников, обувь, товары для фитнеса, стоматологические и костные импланты.
«Из композитов создаются беспилотники, лыжи, сноуборды и зубные имплантаты, конструкции зданий, мостов и других инженерных сооружений, сетки для укрепления откосов и грунта в дорожном строительстве. Срок службы композитов достаточно большой и может достигать 30-50 лет. Сейчас в мире ведутся работы по созданию новых биоразлагаемых материалов, что позволит в перспективе производить, например, имплантаты с применением композитов, которые будут разлагаться по мере роста здоровой ткани. Также станут доступны медицинские ранозаживляющие повязки и системы доставки в организм лекарственных средств из композитов», — подчеркнул заместитель генерального директора компании «ИТЕКМА» (производитель и разработчик композиционных материалов, компания-участник НТИ) Вадим Микрин.
По его словам, изделия из композитов сегодня недешевые. Причина этому — ручное производство, часто без возможности автоматизации процесса, длительный цикл отверждения изделий и высокая стоимость самих материалов. Однако, благодаря развитию отрасли и технологий цены на изделия из композитов постепенно будут снижаться.
Превосходство и рост
Сегодня в России больше десятка компаний-производителей новых материалов, рассказал руководитель Центра компетенций НТИ по новым функциональным материалам на базе Новосибирского государственного университета Антон Рязанцев. И отечественные разработки в этой области, по его словам, зачастую превосходят западные аналоги по качественным характеристикам: например, по огнестойкости.«За счет самовосстанавливаемости и стойкости к высоким температурам (некоторые могут выдерживать эксплуатацию при температуре 200-250°С) применение композитов возможно во всех отраслях тяжелой промышленности. Композиционные материалы отлично справятся с поставленными задачами как в космосе, так и в судостроении, и в авиации», — рассказал директор Центра компетенций Национальной технологической инициативы (НТИ) «Цифровое материаловедение: новые материалы и вещества» МГТУ имени Н.Э. Баумана Владимир Нелюб.